Question

1．探究电流与电压、电阻的关系．
[提出问题]通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系？
[猜想]①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比；
②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比；
③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
[实验器材]电源（电压恒为4.5伏），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5欧、10欧、15欧），待选滑动
变阻器两只（一只“20Ω 2A”、另一只“50Ω 1A”），导线若干．
[实验过程]
（1）小杨按右边实物图连接电路后，闭合开关，发现
电流表有示数，电压表指针超过量程．小杨操作中的错误是变阻器连入电路的阻值没有调到最大值．
（2）小杨改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一．分析数据可得出猜想①是正确的．
表一

电压U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
电流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

表二

电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.30	0.15	0.10

（3）小红在探究猜想③时，先将5欧的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5伏，并记下电流值；再分别改接10欧、15欧的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据．分析数据得出，猜想③是正确的．小红实验时选择的变阻器规格是“50Ω1A”．

Answer 1

分析 （1）闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程说明滑动变阻器接入电路的电阻过小；
（2）分析表格中的数据结合控制变量法即可判断那个猜想正确；
（3）研究电流与电阻的关系时，要保持电压不变，根据串联电路电压的规律求出求出变阻器分得的电压，根据分压原理求出变阻器连入电路中的电阻，从而确定滑动变阻器的最大阻值至少多少．

解答 解：（1）小明在闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值，才导致了电压表指针超过量程；
（2）由表格数据可知，电流变化的倍数与电压变化的倍数相等，
故可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比，猜想①是正确的；
（3）电源电压为4.5V保持不变，定制电阻两端的控制电压恒为1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U_滑=U-U_表=4.5V-1.5V=3V，即变阻器分得的电压为定值电阻电压的$\frac{3V}{1.5V}$=2倍，当15Ω的定值电阻接入电路时，变阻器连入电路中的电阻为：
R_滑=2×15Ω=30Ω，即滑动变阻器R的最大阻值至少应为30Ω，故选用“50Ω 1A”的变阻器．
故答案为：
（1）变阻器连入电路的阻值没有调到最大值；
（2）①；
（3）“50Ω 1A”．

点评 本题电流与电压、电阻的关系，考查注意事项、数据分析及对器材的要求．